基于精益生產的生產流程優化研究

摘要：借鑒精益生產的理念，以某企業的轉包零件生產組織過程為案例，對其生產流程進行優化，并對優化效果進行了評價，對我國制造企業的生產流程精益化管理有一定的借鑒意義。

關鍵詞：精益生產 生產流程 優化

隨著經濟全球化的發展以及我國融入全球經濟的步伐加快，企業在獲得更加廣闊市場的同時，也面臨競爭加劇、成本增加、邊際贏利下降、市場需求個性化和多樣化等諸多挑戰，這使得企業經營平均獲利水平下降。在企業生產組織過程中，選擇適合自身產品特性的生產流程，是企業控制成本的關鍵，也對企業提高生產效率、提高產品質量和市場競爭力起到關鍵重要的作用。而精益生產則是優化生產流程，解決企業目前生存與發展問題的最佳途徑。

1 精益生產的基本內涵

精益生產(Lean Production，LP)，又稱精良生產，其中“精”表示精良、精確、精美；“益”表示利益、效益等等。精益生產就是以企業利潤最大化為目標，及時制造，消除原料采購、儲運、生產、包裝等生產環節中的一切浪費。

精益生產方式既是一種以最大限度地減少企業生產所占用的資源和降低企業管理和運營成本為主要目標的生產方式，又是一種理念、一種文化。實施精益生產方式JIT就是決心追求完美、追求卓越，就是精益求精、盡善盡美，為實現七個零的終極目標而不斷努力。它是支撐個人與企業生命的一種精神力量，也是在永無止境的學習過程中獲得自我滿足的一種境界。

精益生產利用傳統的工業工程技術來消除浪費，著眼于整個生產流程，而不只是個別或幾個工序。精益生產與批量生產方式相反，追求工序間在制品、半成品的零庫存，但它并不是強行把工序間的庫存減少；也不能主要依靠傳統流程的機群式布置，因為這種流程工序間的距離太遠，物品傳遞實行單件傳遞是不現實。因此它強調價值流的流動，運用這一個流的流動，把設備根據這個流的流動方向按加工工序的順序進行布置，從而大大縮短工序間的距離，減少了搬運，使得實現工序間在制品、半成品的零庫存成為可能。

精益生產主要包括所有事情的基礎——5S現場管理，準時化（Just In Time）和自動化是精益生產的兩大支柱。以及6σ質量管理原則，可視化管理以及不斷追求完美，支撐體系如圖所示。

2 基于精益生產的流程優化案例分析

2.1 案例研究背景 南方機電制造有限公司隸屬于南方航空動力機械公司，在機電產品開發和生產制造方面具有較好的基礎，公司主要從事國外機電產品“三來一補”轉包生產，以外向型生產為主，生產模式主要依據客戶訂單要求進行組織。

公司生產主要以客戶訂單作為生產驅動，產品系列化，如：刷桿支架、頂桿支架、搖軸、轉軸等。同類產品結構極其相似，生產組織過程具有多品種小批量的生產特點。以刷桿支架為例，年訂貨量為2800件，要求每月交付150件。但是，按照公司現有生產能力根本無法滿足需求。一方面，由于生產管理比較粗放，生產組織流程不盡合理，致使其生產效率低、周期長、不能按期交貨等缺點十分突出， 企業每月有30%～50% 的訂單不能按時出貨；另一方面，工人長期加班，生產能力表現得嚴重不足，使企業在快速響應市場、滿足客戶需求方面，表現得越來越力不從心。

2.2 企業存在的問題及主要原因分析 通過對企業生產及管理進行考察后，對問題的原因大致可以得出如下結論：①每月批量投放制定不合理。無法按順序組織生產，在制品占用時間長，生產周期長（生產周期大約一個月）缺乏靈活的處理能力，市場響應能力差。②工序作業缺乏標準化。工序設備及人員配置不盡合理，經常出現多處設備閑置及人員等待時間，且同道工序的作業方法、作業時間相差懸殊，產品質量、生產進度控制困難。并且不能建立有效的工時考核標準，生產能力存在較大的不確定性。③缺乏基本的市場預測機制，按訂單生產。臨時訂單的插單生產，經常引起整體生產過程的混亂，不能按時交貨的情況經常發生。④由于工序設備及人員配置不盡合理。出現多處設備閑置及人員等待時間，造成生產能力的浪費。⑤生產現場布局混亂。沒有安全可靠的工位器具存放保護零件和運輸零件，造成零件的碰傷和劃痕，導致零件返修甚至報廢。

2.3 根據精益生產方式制定優化方案 根據上述分析，企業目前生產流程中存在的問題主要分為機械加工的工藝技術問題和企業整體生產現場布局問題。結合精益生產方式和企業未來發展趨勢，提出建立一套較完整的現代加工技術及工藝管理體系，對企業原有傳統生產組織及管理流程進行改造，對產品加工工序內容、設備和人員重新調整布置。通過增加必要的先進設備，并組成比較靈活的小單元相連接方式生產線，實現了消除浪費、提高效率、降低成本的精益生產目標，并在生產現場之間建立“連續流程”，實現整個價值流的優化，并采用拉動式生產控制方式提高生產效率。制定出的改進措施如以下幾個方面：

2.3.1 調整月批次投入量 精益生產著眼于整個生產流程，追求工序間在制品、半成品的零庫。而原來每批次投入量80件，單批次數量過多，造成單批次流轉周期過長，經常出現設備、人員停工待料的情況。經過分析測算，將單批次投入量調整為30件，每月投入5-6批次，以適應各加工環節的頻次，較好地控制了生產現場在制品的合理流轉，保證了生產流程的連續性。

2.3.2 建立完整的生產線 精益生產強調價值流的流動，運用這一個流流動，把設備根據這個流的流動方向按加工工序的順序進行布置，從而大大縮短工序間的距離，減少了搬運。根據精益生產的要求及各加工設備工序能力的不同，調整設備，增加一臺立式加工中心，并將兩臺銑床和一臺鉆床調整他用。按所加工零件“刷桿支架”的工藝流程，組成較靈活的小單元相連接的生產線，完成全部機械加工的工序內容，生產出合格的產品。配置必須的加工設備和工人，并根據生產周期需要及設備加工能力合理安排人員班次。具體調整見“原加工現場生產布局圖”（如圖2所示）和優化改進后的“調整后的加工現場生產布局圖”（如圖3所示）。

經過以上調整后，設備加工能力得到顯著提升，各生產單元更為緊湊，大大減少了零件的中途流轉時間和設備空置時間。

2.3.3 對加工工藝改進優化 精益生產要求人員按標準工藝工作，按節拍進行生產。根據精益生產方式、現代加工技術及工藝管理模式對零件“刷桿支架”的加工工藝進行合并調整，對加工工序中的50、60、80、90工序合并成一道工序，采用加工中心機床進行加工，僅此一項，不但節省了加工費用，更縮短加工時間，保證了質量，提高了產品的合格率。具體工藝內容參見圖4。

①生產成本分析。該零件（如圖5所示）工藝技術復雜程度中等，有形位公差要求。經過設備調整和工序調整后，增加了資金的投入，購置了立式加工中心。但是從表1與表2的對比中可以看出加工費用不但沒有增加，還有所降低。更重要的是提升了企業的生產加工能力和擴大了生產范圍。

A.原成本：Q原工序費用=E50工序+E60工序+E80工序+E90工序=10+9+50+60=129元

B.現成本：Q加工中心=E加工中心工件單價·H工序時間=100x0.7=70元

②工序能力分析。如表1所示，我們可以看出，從單件工時來看限制工序能力的瓶頸主要在80、90、120工序，而120工序直接通過增加檢驗人員可以解決，因為80、90工序則比較復雜，工藝要求較高，由于工人的加工技術參差不齊，造成產品質量極不穩定，合格率較低，更導致生產效率的低下。所以，必須通過改進工藝和調整加工設備，才能提高生產效率保證加工質量，直接提高產品零件合格率，使工序能力得到極大的提升。

③生產周期分析。如表2所示，由于50、60、80、90工序時間較長，加工內容多，存在不確定性，容易造成生產周期的延長和混亂，經過50、60、80、90工序的調整合并后，改由加工中心機床一道工序加工，工序時間也由原來134分鐘/單件工時（合并前）縮短到現在42分鐘/單件工時（合并后）。單件總工時也由原來“80分鐘/單件總工時”縮短到“288分鐘/單件總工時”，大大節約了工序加工時間，直接縮短了零件加工的生產周期。

2.3.4 采用“看板管理”方式

通過對生產計劃、生產進度、在制品流轉過程、質量控制和管理等各環節借鑒精益生產的“看板管理”，可以更好地傳送生產以及運送的工作指令，防止過量生產和過量運送，進行“目視管理”并能及時改善存在的問題。加強產品的質量控制，在零件加工過程中增加必要的檢測和抽檢，避免零件的批量返修和報廢。增加必要的工位器具保護零件，避免零件的碰傷和劃痕，減少零件的返修和報廢。選用性價比較好的刀具、夾具、量具，降低生產費用和生產成本。

3 實施優化方案后的應用效果分析

經過一段時間的實踐運用，通過實例驗證，經過精益生產優化后的生產流程獲得了以下幾個方面的直接效益：首先，在調整月批次投入量后，合理的批量生產極大地減少了在制品庫存，改善了現場生產管理秩序，每周均有產品下線，生產周期顯著縮短。提高了生產效率10%以上。其次，經過建立小單元生產線，設備加工能力得到顯著提升，各生產單元更為緊湊，大大減少了零件的中途流轉時間和設備空置時間。合理安排輪番生產，工序作業標準化，定編定崗。至少使生產效率提升5%以上。再次，通過對加工工藝的改進優化，縮短了加工時間，降低了加工費用，保證了產品加工質量，提高了產品的合格率。扭轉了經常出現的不能按時交貨、長期加班加點的不利局面，降低了生產成本。在不增加成本的情況下產能獲得顯著提升。比改進前提高生產效率30%以上。最后，通過實行“看板管理”方式，使得整個產品的生產流程狀態一目了然。增加了加工過程中的靈活性和可控性，加之對其它一些環節的改進優化，使生產效率提高15%以上。

綜上所述，經過對企業生產流程重新設計運行后，使企業逐步實現從傳統批量生產方式到精益生產方式的轉變，建立了一套較完整的現代加工技術及工藝管理體系，通過對企業原有傳統的生產組織及管理流程進行改造，對產品加工工序管理內容、設備和人員重新調整布置。通過實例也說明了以上方法的應用過程和實際效果，產能指標完全達到設計要求。同時也滿足了企業提出的不增加生產人員， 生產效率提高50%以上的要求，同時生產現場的環境得到了較大改善。可以隨時滿足市場對產品多樣性的需求，提高了顧客滿意度，更重要的是提高了企業的整體工藝技術水平和機械加工能力，極大增強了企業的市場競爭力。

4 結束語

從案例可以看出在精益生產的指導下，結合企業實際，生產流程可以是低成本的高效率的連續的作業流程，其適應現代快速變化的外部環境的新思路。利用精益生產，持續不斷的改進，減少浪費、增加價值，提高核心競爭力，是制造型企業獲取和保持市場競爭優勢的一條有效途徑。

參考文獻：

[1][美]蔡斯，[美]阿奎拉諾，[美]雅各布斯.運營管理[M].北京：機械工業出版社，2003.

[2]張錫華.精益生產方式的應用[J].汽車工藝與材料，2009.3.

[3]陳榮，劉林.基于精益物流思想的庫存控制研究[J].物流技術，2006，（9）.

[4]潘家軺，曹德弼.現代生產管理學[M].北京：清華大學出版社，2003.

[5]陳心德，吳忠.生產運營管理[M].北京：清華大學出版社，2005.

[6]張金娟，蔣麗華，段向云.基于精益思想的服務流程優化研究[J].物流技術2009，總第202期.

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文